El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro, muy ligero e inflamable. Aunque la industria lleva décadas usando hidrógeno como materia prima en varios productos, su potencial para generar energía sin emisiones ha hecho que se pongan en él muchas esperanzas para la transición energética. Pero no es oro todo lo que reluce, así que damos diez claves para que no te la cuelen con este tema.
Qué es el hidrógeno
1. El hidrógeno no es una fuente de energía, es un vector
Al contrario que otros elementos usados actualmente para generar energía, como la luz solar o la fuerza del viento, el hidrógeno no está disponible por sí sólo en la naturaleza, sino unido a moléculas de otros elementos, formando sustancias como metano (CH4) o agua (H2O). Para separarlo de esos elementos hay que utilizar energía, de tal forma que el hidrógeno obtenido es como un vehículo donde guardamos la energía que hemos empleado. Acabamos de conseguir un nuevo combustible, aunque la energía que producirá al quemarlo será menor que la empleada en obtenerlo. Por eso no es en realidad una fuente de energía, sino un vector energético.
2. Pozos de hidrógeno puro: muy lejos de ser una realidad
Se habla de la existencia de posibles reservas o yacimientos de hidrógeno puro en la naturaleza, una especie de pozos donde el hidrógeno fluye libre y no unido a otros elementos. Pero a día de hoy aún se desconoce el número de reservas que hay en el mundo, su volumen, en qué porcentaje el hidrógeno fluye puro desde ellas ni tampoco si se renueva o a qué velocidad. Desconociendo esto último, tampoco podemos saber si estas reservas serían o no un recurso renovable. Más aquí.
3. El hidrógeno no siempre es limpio: su impacto se clasifica por colores
Se habla del hidrógeno como un recurso para generar energía libre de emisiones porque, en condiciones ideales, al quemarlo sólo se obtiene agua (H2 + O = H2O y energía). Pero su impacto ambiental real depende de cómo se haya obtenido el hidrógeno y de aquí surge su famosa clasificación por colores, que no es oficial pero sí muy extendida entre la comunidad científica. Estos son los principales tipos:
El hidrógeno gris se obtiene del gas natural, que es principalmente metano, mediante un proceso que emite dióxido de carbono. El hidrógeno azul es el obtenido de la misma forma, pero capturando parte del CO2 emitido. Actualmente, el 99% del hidrógeno producido a nivel mundial es gris y el 1% azul, según la AIE.
El hidrógeno verde se obtiene del agua mediante electrolizadores alimentados por energía renovable. Más aquí.
4. El hidrógeno verde tiene potencial, pero no está en fase operativa
Por el potencial del hidrógeno verde para producir energía sin emisiones, este vector está recibiendo gran atención y recursos financieros. Actualmente hay en marcha unos 2.500 proyectos de generación de hidrógeno en todo el mundo, especialmente en Australia, Estados Unidos, Egipto y España. Pero de momento sólo un 4% de todos ellos ha obtenido una decisión final de inversión, muy pocos están en fase operativa y la mayoría tienen una capacidad productiva relativamente pequeña. Consulta el informe de la Agencia Internacional de la Energía de 2023 para más información.
Cuánto hidrógeno hay y cuánto habrá
5. Se espera que la demanda de hidrógeno crezca, pero no que sea una tecnología mayoritaria
En el mundo se demandan y producen unas 95 megatoneladas de hidrógeno (Mt) al año. Capaz de reducir las emisiones de varios sectores productivos, actualmente se espera que esa demanda de hidrógeno y su correspondiente producción crezcan hasta las 150 Mt en 2030 (aunque la mitad de ellas serían aún de hidrógeno gris). Pero, mirando más allá, en el escenario de cero emisiones netas en 2050 que dibuja la Agencia Internacional de la Energía, el hidrógeno sería responsable solamente del 6% de la reducción acumulada de emisiones.
En España la demanda anual es de unas 0,5 Mt de hidrógeno, principalmente gris, que se utilizan como materia prima en la industria. La estrategia energética del Gobierno a 2030 planea aumentar esta producción hasta una cantidad equivalente al 4% de la demanda energética actual. En Europa también se han aprobado objetivos oficiales de producción de hidrógeno a 2030, de una proporción similar. Más aquí.
Cómo se transporta
6. Todavía no existe una tecnología sólida para transportarlo
Transportar hidrógeno es muy complicado porque al ser tan ligero ocupa mucho espacio, por eso actualmente suele producirse cerca del punto de consumo. De momento no existe una tecnología sólida que permita transportarlo a gran escala y distancias largas. Se ha planteado transportarlo dentro de otros compuestos químicos, como el amoníaco (NH3); licuado por barco o bien en su forma gaseosa a través de tuberías. Para esto último se ha propuesto aprovechar la red de gas ya existente, una idea llamada blending, pero esta propuesta tiene muchas limitaciones. Más aquí.
Para qué se usa
7. ¿Coches, calefacción...? El hidrógeno no es ideal para todo
Coches de hidrógeno. Llaman la atención de muchos porque, frente a los eléctricos de batería, tienen tiempos de carga más cortos y no requieren extraer litio. Pero estos coches también pueden contaminar: si el hidrógeno que emplean no es verde, se emitirá CO2 durante su producción y, si tienen un motor de combustión directa, se emitirán gases contaminantes NOX durante la conducción. Tienen además otros problemas para venderse a gran escala: producir hidrógeno es muy caro, almacenarlo es muy complicado y gastar energía para generar hidrógeno es más ineficiente que usarla de forma directa. Más aquí.
Calefacción. Para descarbonizar la calefacción, desde el sector energético se ha propuesto quemar hidrógeno verde aprovechando la red y calderas actuales de gas. Pero varios expertos y la literatura científica lo desaconsejan: no es una tecnología disponible actualmente y requeriría hacer inversiones importantes en la red de suministro, además de instalar mucha más energía renovable adicional (para generar ese hidrógeno verde) en comparación con alternativas ya existentes, como las bombas de calor. Más aquí.
8. Ahora mismo, el hidrógeno disponible se usa como materia prima
Aunque esta función pasa más desapercibida, el hidrógeno lleva décadas aplicándose como materia prima en varios procesos industriales, sobre todo para refinar petróleo y fabricar amoníaco, fertilizantes y acero. También en torno a uno de los 95 Mt producidos al año en el mundo se usan en los sectores de la electrónica, la fabricación de vidrio o el tratamiento de ciertos metales. Consulta más el informe de la AIE de 2023. Como hemos dicho, este hidrógeno se produce emitiendo dióxido de carbono, por lo que el primer destino recomendado para el futuro hidrógeno verde es sustituir a este hidrógeno gris, al menos en la Unión Europea. Más aquí.
9. Hidrógeno como vector energético: ventajas y desventajas
El hidrógeno puede producir mucha energía por unidad de peso (es decir, quemar 1 g de hidrógeno produce más energía que quemar 1 g de otras materias). Por el contrario, este proceso aún es ineficiente, pues en esta combustión se pierde energía, y además el hidrógeno ocupa mucho espacio, lo que complica su transporte. Por otra parte, al ser un vector energético, toda central productora de hidrógeno verde necesita que se instalen energías renovables adicionales dedicadas especialmente a producir hidrógeno.
10. Usos óptimos: transporte pesado, almacenamiento eléctrico...
Por las propiedades y el panorama antes descrito, se proponen varias nuevas aplicaciones para el hidrógeno, que siguen siendo mínimas y representan menos de un 0,1% de la demanda mundial.
Combustible en el transporte pesado mediante pilas de combustible, que tienen un impacto ambiental muy reducido. Diferentes países ya trabajan en modelos de camiones, autobuses, trenes y barcos impulsados por hidrógeno, principalmente usando esta tecnología. Más aquí
Almacenamiento de electricidad: por ejemplo, cuando durante el día las centrales fotovoltaicas produzcan más energía de la necesaria, ese excedente puede usarse para generar hidrógeno verde y almacenarse para cuando sea necesario
Alta temperatura en la industria: aunque aún con pérdidas de eficiencia, quemar hidrógeno genera mucha energía calorífica, que es aprovechable en instalaciones industriales
Nuevos combustibles basados en el hidrógeno: algunos ejemplos son el amoníaco o los hidrocarburos sintéticos como los e-fuels
Consulta más en el informe de la AIE.
Este artículo fue realizado en alianza con Ecodes como parte de su proyecto "Cazamitos del hidrógeno".
